问题 解答题

已知函数f(x)=x2+2x,数列{an}的前n项和为Sn,对一切正整数n,点Pn(n,Sn)都在函数f(x)的图象上,且过点Pn(n,Sn)的切线的斜率为kn

(1)求数列{an}的通项公式;(2)若bn=2kn•an,求数列{bn}的前n项和Tn

答案

(1)∵点Pn(n,Sn)都在函数f(x)=x2+2x的图象上,

∴Sn=n2+2n,(2分)

当n=1时,a1=S1=3;(3分)

当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2+2n(n-1)2-2(n-1)2n+1,(5分)

当n=1时,也满足,故an=2n+1.(6分)

(2)由f(x)=x2+2x,求导可得f'(x)=2x+1,∵过点Pn(n,Sn)的切线的斜率为kn

∴kn=2n+2.

又∵bn=2kn•an,∴bn=22n+2•(2n+1)=4(2n+1)•4n.(8分)

∴Tn=4×3×4+4×5×42+4×7×43+…+4(2n+1)•4n

由①×④可得:4Tn=4×3×42+4×5×43+4×7×44+…+4(2n+1)•4n+1

①-②可得:-3Tn=4×[3×4+2•(42+43+…+4n)-(2n+1)•4n+1](10分)

=4×[3×4+2×

42(1-4n-1)
1-4
-(2n+1)•4n+1]∴Tn=
6n+1
9
4n+2-
16
9
.(12分)

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